(57)【要約】      （修正有）【課題】  回路の作成及び変更を容易に行うことができる回路基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】  基板３上に銀を用いて回路パターン５を形成し、この回路パターン５の一部をオゾン曝露によって酸化させて抵抗器５１を形成した。【選択図】        図２
2006286863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも１種類の金属を用いて形成された回路パターンと、
この回路パターンの一部を酸化させて形成された抵抗体と
を備えていることを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記回路パターンが銀で形成されていることを特徴とする請求項１記載の回路基板。
【請求項３】
前記回路パターンが、少なくとも銅、ニッケルのうちの１つの金属で形成されていることを特徴とする請求項１記載の回路基板。
【請求項４】
前記回路パターンが、表面に少なくとも銀、ニッケル、銅のうちの１つの金属が被覆された粒子で形成されていることを特徴とする請求項１記載の回路基板。
【請求項５】
基板上に少なくとも１種類の金属を用いて回路パターンを形成する第１工程と、
前記第１工程の後、前記回路パターンの一部を酸化させて抵抗体を形成する第２工程と
を含むことを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項６】
前記酸化を、前記回路パターンの一部をオゾン中に暴露することによって行うことを特徴とする請求項５記載の回路基板の製造方法。
【請求項７】
請求項５の製造方法で形成された抵抗体を還元させることを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項８】
前記還元を、前記抵抗体の一部を加熱することによって行うことを特徴とする請求項７記載の回路基板の製造方法。
【請求項９】
前記第１工程で、銀を用いて前記回路パターンを形成することを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項記載の回路基板の製造方法。
【請求項１０】
前記第１工程で、少なくとも銅、ニッケルのうちの１つの金属を用いて、前記回路パターンを形成することを特徴とする請求項５又は７記載の回路基板の製造方法。
【請求項１１】
前記第１工程で、表面に少なくとも銀、ニッケル、銅のうちの１つの金属が被覆された粒子を用いて、前記回路パターンを形成することを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項記載の回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は回路基板及びその製造方法に関し、特に抵抗体を備えた回路基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回路基板に実装される抵抗体として角型チップ抵抗器が知られている（下記特許文献１参照）。
【０００３】
この角型チップ抵抗器は基板と抵抗層とプリガラスと保護膜とを備えている。
【０００４】
基板は絶縁性基体である。
【０００５】
抵抗層は抵抗体ペーストをスクリーン印刷等で基板上に塗布した後、これを焼成することにより形成される。抵抗体ペーストは導電性金属混合紛体とガラス紛体及び／又は酸化銅紛体とビヒクルとから成る。
【０００６】
抵抗層の上部でプリガラスは覆われて保護される。
【０００７】
プリガラス上には絶縁膜として機能する保護膜が形成されている。
【０００８】
この角型チップ抵抗器はリフロー半田付け等により、回路基板に実装される。
【０００９】
この角型チップ抵抗器の一部を例えばレーザビームやサンドブラスト等によってトリミングすることにより、抵抗値を調整することができる。
【特許文献１】特開２００４−２６００３０号公報（段落００４９〜００５０、００６４、図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のように角型チップ抵抗器は回路基板に半田付けされるが、その前提として、基板上の回路パターは角型チップ抵抗器を半田付けするためのパッドを有していなければならないとともに、半田付けの前に回路パターンのパッドに角型チップ抵抗器を位置決めしなければならなかった。したがって、上述の従来技術には抵抗器を備えた回路を容易に作成できないという問題があった。
【００１１】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は回路の作成を容易に行うことができる回路基板及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述の課題を解決するため請求項１の発明の回路基板は、基板上に少なくとも１種類の金属を用いて形成された回路パターンと、この回路パターンの一部を酸化させて形成された抵抗体とを備えていることを特徴とする。
【００１３】
上述のように抵抗体が回路パターンの一部を酸化させて形成されたものであるので、回路の作成が容易であるとともに、抵抗体を還元させれば元の回路パターンに戻すことができ、回路の変更も容易になる。また、抵抗体の抵抗値を容易に変更することができる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１記載の回路基板において、前記回路パターンが銀で形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１記載の回路基板において、前記回路パターンが、少なくとも銅、ニッケルのうちの１つの金属で形成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１記載の回路基板において、前記回路パターンが、表面に少なくとも銀、ニッケル、銅のうちの１つの金属が被覆された粒子で形成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項５の発明の回路基板の製造方法は、基板上に少なくとも１種類の金属を用いて回路パターンを形成する第１工程と、前記第１工程の後、前記回路パターンの一部を酸化させて抵抗体を形成する第２工程とを含むことを特徴とする。
【００１８】
上述のように回路パターンの一部を酸化させて抵抗体を形成するようにしたので、回路の作成が容易になる。また、抵抗体の抵抗値を容易に設定することができる。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項５記載の回路基板の製造方法において、前記酸化を、前記回路パターンの一部をオゾン中に暴露することによって行うことを特徴とする。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項５記載の回路基板の製造方法において、請求項５の製造方法で形成された抵抗体を還元させることを特徴とする。
【００２１】
金属で形成された回路パターンの一部を酸化させて形成された抵抗体を還元させれば、元の回路パターンに戻るので、回路の変更が容易になる。また、抵抗体の抵抗値を容易に変更することができる。
【００２２】
請求項８の発明は、請求項７記載の回路基板の製造方法において、前記還元を、前記抵抗体の一部を加熱することによって行うことを特徴とする。
【００２３】
請求項９の発明は、請求項５〜８のいずれか１項記載の回路基板の製造方法において、前記第１工程で、銀を用いて前記回路パターンを形成することを特徴とする。
【００２４】
請求項１０の発明は、請求項５又は７記載の回路基板の製造方法において、前記第１工程で、少なくとも銅、ニッケルのうちの１つの金属を用いて、前記回路パターンを形成することを特徴とする。
【００２５】
請求項１１の発明は、請求項５〜８のいずれか１項記載の回路基板の製造方法において、前記第１工程で、表面に少なくとも銀、ニッケル、銅のうちの１つの金属が被覆された粒子を用いて、前記回路パターンを形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したようにこの発明によれば、回路の作成を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１はこの発明の第１実施形態に係る回路基板の一部分の斜視図である。
【００２９】
この回路基板は基板３と回路パターン５と抵抗器５１とを備える。
【００３０】
基板３は絶縁材料で形成されている。この絶縁材料としては例えばポリイミド、ポリエステル等がある。
【００３１】
回路パターン５は銀で形成されている。抵抗器（抵抗体）５１は回路パターン５の一部分の表面を酸化させることにより形成されている。
【００３２】
図２は抵抗器を形成する前の回路基板を示す斜視図、図３は図２に示す回路基板の回路パターンの一部に抵抗器を形成する方法を説明するための概念図である。
【００３３】
図１〜３に基づいて、第１実施形態に係る回路基板の製造方法について説明する。
【００３４】
まず、回路パターン形成工程（第１工程）では、図２に示すように、基板３上に回路パターン５を形成する。
【００３５】
回路パターン５の形成は次のように行なわれる。
【００３６】
まず、基板３上に銀の薄膜（図示せず）を形成する。銀の薄膜の形成方法としては、例えば蒸着、スパッタリング、メッキ等がある。
【００３７】
次に、基板３上の銀の薄膜に所定形状のマスクを施し、銀の薄膜をエッチングして回路パターン５を形成する。
【００３８】
回路パターン形成工程終了後、抵抗器形成工程（第２工程）に移る。
【００３９】
抵抗器形成工程では、回路パターン５の一部分５０の表面を酸化させて、抵抗器５１を形成する。
【００４０】
具体的には、図３に示すように、紫外線の光源（図示せず）に接続された光ファイバ１１と、この光ファイバ１１の先端部を収容する容器１２とを用意する。容器１２の底部は開放されている。
【００４１】
そして、まず、回路パターン５の一部分５０に容器１２の底部を当てる。
【００４２】
次に、光ファイバ１１を通じて光源からの紫外線を容器１２内に供給し、回路パターン５の一部分５０に紫外線を照射する。
【００４３】
その結果、紫外線により高密度のオゾンが発生して、容器１２内が高密度のオゾン雰囲気になり、銀薄膜で形成された回路パターン５の一部分５０がオゾン雰囲気に曝露され、表面から酸化していく。銀が酸化すると、銀酸化物（Ａｇ２Ｏ又はＡｇＯ）になる。
【００４４】
酸化が進むにしたがって抵抗値が増大するので、テスタのプローブ１３ａ，１３ｂを一部分５０の両側に当て、その一部分５０の抵抗値を測定しながら加工作業を行ない、一部分５０の抵抗値が所望の値になったところで、紫外線の照射を止める。その結果、回路パターン５の一部分５０が所望の抵抗値を有する抵抗器５１になる。
【００４５】
以上のようにして抵抗器形成工程が終了し、図１に示す回路基板が完成する。
【００４６】
なお、抵抗器形成工程後、いわゆるマイグレーション（一方の回路パターンから他方の回路パターンに銀の一部が架け渡されて両パターンが短絡する現象）対策及び抵抗器５１の抵抗値の長期安定化のために回路パターン５をコート又は酸化防止被膜で覆うとよい。
【００４７】
次に、回路の変更方法（新たな回路基板の製造方法）について説明する。
【００４８】
まず、ヒータ等により、抵抗器５１を１５０℃〜２２０℃程度に加熱する。これにより、抵抗器５１を構成する銀酸化物が次第に還元される。還元のときもテスタを用いて抵抗器５１の抵抗値を測定しながら加工作業を行なう。抵抗器５１の抵抗値が所望の値になったら加熱を止める。その結果、抵抗器５１の抵抗値が変わり、基板３上の回路が変更（回路基板が変更）される。すなわち、抵抗値を変えることは実質的に固定抵抗器を抵抗値の異なる別の固定抵抗器に取り替えることである。銀の加熱は銀に通電することによって発生する熱を用いてもよい。
【００４９】
また、抵抗器５１の配置を変更するには、図４に示すように、まず、当初形成された抵抗器５１を還元させ、図２に示す基板３上に回路パターン５だけがある状態（抵抗器５１が無い状態）に戻す。
【００５０】
次に、回路パターン５の、新たに抵抗器５１´を配置しようとする部分５０´を上述の方法で酸化させ、抵抗器５１´を形成する。
【００５１】
このようにして、抵抗器５１´の配置が変わり、基板３上の回路が変更される。
【００５２】
この第１実施形態によれば、回路を作成、変更するたびに、回路パターン５を作り直したり、抵抗値の異なる抵抗器に取り替えたりする必要がないので、回路の作成、変更を容易に行なうことができる。また、回路パターンに抵抗器を実装するためのパッドを形成する必要がないので、省スペース化を図ることができるとともに、抵抗器の高さが回路パターンの高さ以下であり、薄型化、軽量化を図ることができる。更に、抵抗器を回路パターンの任意の位置に配置することができるので、設計の自由度が高まる。また、オゾンを用いた酸化であるためドライプロセスで作成できる。
【００５３】
なお、この実施形態では、基板３に銀の薄膜を形成した後、エッチングにより回路パターン５を形成したが、回路パターン５の形成方法はこれに限られない。
【００５４】
また、この実施形態では、紫外線を照射して銀を酸化させたが、銀の酸化方法はこれに限られず、オゾン曝露、コロナ処理、プラズマ処理、グロー放電処理等の方法を用いてもよい。
【００５５】
なお、この実施形態では、テスタ１３を用いて抵抗器５１の抵抗値を測定しながら、酸化又は還元を行ったが、必ずしも抵抗値を測定しながら酸化又は還元を行なう必要は無い。
【００５６】
また、抵抗器５１の抵抗値を測定する場合、テスタ１３の代わりに抵抗計、ＬＣＲメータを用いてもよい。
【００５７】
第１実施形態に係る回路基板の変形例としては、回路パターン５を銀以外の金属で形成したものが考えられる。銀以外の金属としては、例えばニッケル、銅等がある。
【００５８】
回路パターン５を銀以外の金属（特にニッケル、銅）で形成された回路パターン５の一部を酸化させるには、オゾン雰囲気中に曝露する方法もあるが、酸化剤を用いて化学的に酸化させてもよい。また、銀以外の金属を酸素を有する雰囲気中で部分的に加熱して、その部分を酸化させるようにしてもよい。
【００５９】
また、銀以外の金属（特にニッケル、銅）で形成された回路パターン５の一部を、還元させるには酸素が無い、還元性のガス（例えば水素ガス）の雰囲気中で加熱する必要がある。例えば、還元する部分を図示しない容器で覆い、この容器の中に還元性のガスを供給しながら加熱すればよい。これ以外の還元方法として、還元剤を用いて化学的に還元させる方法がある。
【００６０】
この変形例によれば、第１実施例と同様の効果を奏するとともに、酸化防止被膜を用いなくともマイグレーションを防ぐことができる。
【００６１】
図５はこの発明の第２実施形態に係る回路基板の回路パターンの一部分を示す概念図であり、回路パターンを構成する銀粒子が酸化していない状態を示す図である。図６は図５に示す銀粒子の表面が酸化した状態を示す概念図である。
【００６２】
第２実施形態に係る回路基板では、基板上の回路パターン２０５が、図５に示すように、帯状に連鎖する銀粒子２５５（例えばナノサイズの粒子）で構成されている。また、図６に示すように、回路パターン２０５の一部分の銀粒子２５５の表面は酸化銀被膜２５６で覆われている。
【００６３】
次に、第２実施形態の回路基板の製造方法について説明する。
【００６４】
まず、銀粒子２５５に約５重量パーセントのバインダ（例えばポリ系樹脂等）を混ぜ、ペースト状にする。このペーストをインクジェット印刷法によって基板（図示せず）上に印刷（塗布）し、多孔質の回路パターン２０５を形成する。
【００６５】
回路パターン２０５が硬化した後、導電率を高めるためペーストの塗布量に応じた温度範囲（１５０〜２２０℃）で熱処理を行う。その後、第１実施形態と同様の方法で、回路パターン２０５の一部分を酸化させて、抵抗器２５１を形成する。
【００６６】
線幅０．５ｍｍ、厚み０．１〜１０μｍの回路パターン２０５の一部に紫外線ランプを用いて紫外線（ＵＶ）を照射した。このときの紫外線照射時間と抵抗値との関係は次の通りであった。
【００６７】
ＵＶ照射時間      抵抗値
サンプル１        １秒          １１．２Ω  
サンプル２      １０秒            １．２３１ｋΩ  
サンプル３      ６０秒          １３．２５ｋΩ  
サンプル４        ５分        ３８１．２ｋΩ  
サンプル５      １０分            １．０５ＭΩ  
【００６８】
紫外線を照射する代わりに、前記回路パターン２０５の一部に酸素プラズマ処理を行ったとき、プラズマ照射時間と抵抗値との関係は次の通りであった。
【００６９】
プラズマ照射時間      抵抗値
サンプル６        ５秒          ２０．３８Ω  
サンプル７      １０秒        １０２．２３ｋΩ  
サンプル８      ６０秒          １２．３５ＭΩ  
サンプル９        ５分        １０００ＭΩ  
【００７０】
なお、紫外線を照射する方法としては上述の第１実施形態と同様に光源から発せられた紫外線を光ファイバを介して前記回路パターン２０５の一部分に照射するという方法があるが、この方法を使用しときのＵＶ照射時間と抵抗値との関係は次の通りであった。
【００７１】
ＵＶ照射時間      抵抗値
サンプル１０      １０分        １８．７５Ω  
サンプル１１      ６０分        １０８．３ｋΩ  
【００７２】
回路パターン２０５の一部分の銀粒子２５５は上述のように酸化銀被膜２５６で覆われ、抵抗器２５１として機能する。
【００７３】
抵抗器２５１の還元は第１実施形態と同様の方法で行われる。
【００７４】
前記サンプル１〜５について、２２０℃で３０分間熱処理を行ったとき、抵抗値はいずれも１ｋΩ以下になった（条件によっては抵抗値をほぼ０Ωとすることも可能である）。
【００７５】
この第２実施形態によれば、第１実施例と同様の効果を奏する。また、僅かに銀粒子２５５を酸化させるだけで、抵抗器２５１の抵抗値を増大させることができる。
【００７６】
また、この第２実施形態によれば、比較的回路パターン２０５の機械的強度を強くすることができる。
【００７７】
なお、銀粒子の代わりに、表面に少なくとも銀、ニッケル、銅のうちの１つの金属が被覆された粒子を用いてもよい。粒子としては、例えば、ニッケル、銅、金、プラチナ、ガラス等の粒子が挙げられる。また、粒子同士が完全に分離している必要は無く、粒子同士がいくつか繋がった状態のものを用いてもよい。また、粒子の形状は特に限定されず、その形状として球状、鱗状、板状、フレーク状等が挙げられる。更に、粒子サイズも特に限定されず、ナノレベルの粒子でもマイクロオーダーの粒子でもよい。
【００７８】
また、第２実施形態では、インクジェット印刷法によって回路パターンを形成したが、スクリーン印刷法、ディスペンサを用いて回路パターンを形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係る回路基板の一部分の斜視図である。
【図２】図２は抵抗器を形成する前の回路基板を示す斜視図である。
【図３】図３は図２に示す回路基板の回路パターンの一部に抵抗器を形成する方法を説明するための概念図である。
【図４】図４は抵抗器の位置を変えた後の回路基板を示す斜視図である。
【図５】図５はこの発明の第２実施形態に係る回路基板の回路パターンの一部分を示す概念図であり、回路パターンを構成する銀粒子が酸化していない状態を示す図である。
【図６】図６は図５に示す銀粒子の表面が酸化した状態を示す概念図である。
【符号の説明】
【００８０】
３  基板
５，２０５  回路パターン
５０，２５０  回路パターンの一部分
５１，５１´，２５１  抵抗器（抵抗体）
１１  光ファイバ
１２  容器
２５５  銀粒子
２５６  酸化銀被膜
【図１】
2006286863.tif 000003
【図２】
2006286863.tif 000004
【図３】
2006286863.tif 000005
【図４】
2006286863.tif 000006
【図５】
2006286863.tif 000007
【図６】
2006286863.tif 000008